寒武纪生命大爆发 　　被称为古生物学和地质学上的一大悬案——寒武纪生命大爆发,自达尔文以来就一直困扰着进化论等学术界.“寒武纪”是地质史上的一个年代,因英国的一座小山而得名,期间大约是五亿四千万年前至五亿一千万年前.它的名称并不含有特殊的意义,但它却是一个特殊的时代. 　　地球大约是在46亿年前诞生的.在地球诞生后的40亿年时间里,地球上的生命,包括植物和动物,几乎没留下任何实质性的痕迹.然而,在此后不超过500万至1000万年的这段短短的时间里,即大约6亿年前,在地质学上称做寒武纪的开始,绝大多数无脊椎动物门在这几百万年的很短时间内出现了.这种几乎是“同时”地、“突然”地出现在寒武纪地层中门类众多的无脊椎动物化石(节肢动物、软体动物、腕足动物和环节动物等),而在寒武纪之前更为古老的地层中长期以来却找不到动物化石的现象,被古生物学家称作“寒武纪生命大爆发”,简称“寒武爆发”.达尔文在其《物种起源》的著作中提到了这一事实,并大感迷惑.他认为这一事实会被用做反对其进化论的有力证据.但他同时解释到,寒武纪的动物一定是来自前寒武纪动物的祖先,是经过很长时间的进化过程产生的；寒武纪动物化石出现的“突然性”和前寒武纪动物化石的缺乏,是由于地质记录的不完全或是由于老地层淹没在海洋中的缘故. 　　古三叶虫 　　1882年,达尔文在生命的最后一封信中谈到古三叶虫.在他看来像三叶虫这么复杂的动物突然地出现在寒武纪地层中,这是不可思议的. 　　三叶虫是生活在五亿多年前到两亿多年前的一种已经灭绝的原始节肢动物.它的形体扁宽,背面正中突起、背上有两道纵沟,把身体纵分为三叶形,因此而得名. 　　过去,寒武纪通常被称为“三叶虫的时代”,因为在寒武纪地层中保存有大量的比其他类群丰富的三叶虫化石,而在寒武纪地层中,不具矿化的软躯体动物化石从未被发现. 　　科学家从寒武纪之前的古老岩层中发现了一些单细胞生物的化石残骸,但它们都在不久以后销声匿迹了.这就好像在生命的史书上划了一条分界线,之前不过是热身运动,之后到了寒武纪真正的进化才开始. 　　一切都突然开始了,生命的形式不知为什么突然就变得多姿多彩,生机盎然,这一突发性生命创新事件通常称为“寒武纪生命大爆发”.正是在这一时期,生命选择了其基本的形式,以后也再没有什么大的改变.当科学家们检索寒武纪时代的化石所记载的历史时,到处可见的是难解的谜和进化过程中的空白阶段.当新的生命形式在化石记录中出现时,人们找不到与之相对的原种,而当它们突然消亡时,又没留下什么显而易见的进化体. 　　“为什么我们没有发现成千上万的过渡类型化石埋藏于地壳中呢?”达尔文痛苦地意识到,地层断层中确实缺少此类化石的存在.这一事实一直困扰着达尔文,以至于他在书中用了一整章来讨论“地质记录的不完整”. 　　布尔吉斯动物群的发现 　　1909年8月,美国地质调查所所长维尔卡特带领全家到加拿大落基山脉的布尔吉斯山去野外地质旅行.回程的路上,一块石头绊倒了他夫人的坐骑,维尔卡特捡起这块作怪的石头,奇迹出现了,一块保存有软体动物的化石显现在维尔卡特面前. 　　后来,经过大规模的发掘、采集后,布尔吉斯动物群给当时科学界造成极大震撼.它使科学家第一次清楚地认识到,在寒武纪海洋中具有骨骼化的动物仅仅占少数,绝大多数是不易保存的软躯体动物门类,纠正了人们对寒武纪仅存有三叶虫等少数硬体动物的错误认识. 　　化石记录了五亿一千五百万年前寒武纪中期无脊椎动物惊人的丰富,被科学界视为生命起源和早期演化的重要依据,为破解寒武纪生命大爆发之迷提供了重要线索. 　　由于地质保存上的缺陷,布尔吉斯动物群化石没有立体的层面,很多的动物形态只能依靠推测. 　　1981年,加拿大布尔吉斯动物群被联合国教科文组织批准为“世界文化遗产遗址”,成为全世界古生物学者关注的圣地. 　　寒武纪生命大爆发的代表——云南澄江动物群 　　在昆明东南方50多公里的地方有一座小城.境内有著名的抚仙湖,湖水清澈纯净,可直接饮用,小城也由此而得名澄江.但是,谁也料想不到一本破解地球生命的天书,就埋藏在澄江这座不起眼的帽天山下.对古生物学家侯先光教授而言,1984年他在澄江帽天山的那次重大发现,至今还使他无法平静. 　　在澄江帽天山的半山腰有一座外形奇特的建筑,这是中科院南京古生物所的野外工作站.它由中国著名建筑师齐康设计,其设计灵感来自在帽天山上发现的一种寒武纪生物--灰姑娘虫. 　　1984年7月,南京地质古生物研究所侯先光研究员在云南澄江县帽天山发现了第一块早寒武纪动物化石长尾纳罗虫.这次发现可以说是很偶然的事件,侯先光原来的意图是到澄江来寻找金碧虫的化石,没想到无心插柳,意外获得了这块长尾纳罗虫的化石. 　　那年6月,侯先光在导师张文堂的指导下,赴云南为硕士研究生论文搜集古介形类化石. 　　1984年7月1日,下午3点钟左右,侯先光在一大堆石块中随手拿起一块,一锤下去——一个栩栩如生的虫体出现了.这是一条寒武纪早期的无脊椎动物,属于知名的古生物学家维尔卡特于1909年在加拿大发现的布尔吉斯动物群的一个重要成员.国外科学家认为纳罗虫是最早出现的硬体生命之一,在亚洲大陆还是首次发现,而且还保存有附肢.这一发现意味着,寒武纪生命大爆发的证据就在脚下.后来,这一天成了澄江动物化石群的纪念日.世界著名古生物学家、德国的塞拉赫教授称：“澄江动物群的发现就像是来自天外的信息一样让人震惊.”美国《纽约时报》称：“中国澄江动物群的发现,是本世纪最惊人的发现之一”. 　　侯先光带着这一重大成果返回南京,写出了发掘报告,并与导师张文堂教授撰写了研究澄江动物化石的论文《纳罗虫在亚洲大陆的发现》,师生俩在文章中把澄江发现的古生物正式命名为“澄江动物化石群”.从此揭开了而后二十年让世人不断惊讶的序幕. 　　一系列的野外发掘和研究工作由此开始.不断的发现和探索,将五亿三千万年前的生命世界展现了出来. 　　消息传出后,一批批国内外地质学家和古生物学者蜂涌而至,一批又一批形态各异的化石被挖掘出来,人们从未见过保存得如此完整的生物化石：不仅保存了生物的骨骼,还保存了表皮、纤毛、眼睛、肠胃、消化道、口腔、神经等各种软组织.其中,水母状化石的触手、辐管、环肌、中央腔和口部构造清晰可见,蠕虫化石的体环、吻部构造、消化道和尾刺完整无缺,腕足动物化石则显示出从外壳向外伸出的粗壮的肉茎.以或卷曲或斜躺或平直姿势埋藏的纳罗虫化石,完好地保存着它们的软躯体构造,甚至连肠道中充满的食物也清晰可见,显示着其在临死之前还曾经饱餐一顿.具有网状骨片的微网虫,即使活着时保持站立的姿势就已经很不容易,有的竟然可以在死后仍然保持立姿.这些化石是世界其他地方难得一见的带软躯体构造的化石.5亿年前生物的软躯体构造居然能成为化石陈存在岩层中,这是澄江化石最为独特之处. 　　专家从澄江